Kraft am Berg
Hey Eine Freundin und ich müssen zu Morgen ein Physik-Referat vorbereiten. Es geht darum warum der Weg auf einem Berg nicht gerade hinauf führt sondern im zickzack verlauf. wir googlen uns seit Stunden die Finger wund, wälzen alle möglichen Bücher durch die irgendetwas mit Physik zu tun haben, aber wir finden einfach nichts :´( Könnt ihr uns helfen?
5 Antworten
Das ganze nennt sich "schiefe Ebene" und ist eigentlich ein Kraftwandler.
Im Prinzip ist jeder Berg eine schiefe Ebene. Nehmen wir mal einen Kleinwagen, der ca, 1,2t wiegt, und einen 200m hohen Berg: Würde das Auto den Berg senkrecht hochfahren, bräuchte es eine Kraft von 12000N, also im Prinzip die eigene Schwerkraft. Wenn es nun einfach am Berg hochfährt verringert sich die benötigte Kraft, da der Steigungswinkel niedriger ist, dafür verlängert sich der zurückgelegte Weg. Da das aber immer noch viel zu steil wäre, verläuft eine Straße meist in engen Kurven parallel zum Berg. In diesen Kurven ist der Steigungswinkel sehr klein, sodass das Auto die nötige Kraft aufbringen kann diese Steigung zu überwinden. Der Nachteil ist halt, dass sich der Weg deutlich verlängert!
Das ganze kann man ziemlich gut in einem kleinen Experiment erklären: Nehmt ein kleines Spielzeugauto, hängt vorne einen Kraftmesser dran und zieht es dann eine Rampe hoch. Nun führt den Versuch erneut durch, allerdings nehmt ihr diesmal eine wesentlich längere Rampe, die Höhe bleibt aber gleich!
Energie ist ja Weg mal Kraft. Da du immer die gleiche Energie aufwenden musst um den Berg zu ersteigen, aber der Weg beim Zick Zack größer ist musst du auch weniger Kraft aufwenden.
Durch die Reibungskräfte ist dies jedoch ineffizienter , da die Geibung über einen längerern Weg Weg herrscht und somit die Verlustenergie größer ist.
Dazu braucht Ihr beide nur einmal quer durch den Wald schnurgerade vom Tal bis zum steilen Berggipfel hoch zu marschieren, bis euch die Luft ausgeht. Normale Spaziergänger nutzen die im Zickzack verlaufenden Wege als schiefe Ebene mit kleinem Steigungswinkel, weil das erholsamer ist. Die machen dabei weitaus mehr Schritte (Wegstrecken) mit kleineren Steigungen (Die sind mit Kraftaufwand verbunden).
Einfach mal überlegen:
Durch den verlängerten Weg wird der Höhenunterschied auf eine längere Strecke verteilt. Dadurch verkleinert sich der Steigungswinkel und die Hangabtriebskraft.
Die Frage solltest Du in Frankreich stellen, de gehen die meisten Straßen einfach immer weiter geradeaus. Hügel? Berge? Interessiert niemanden.
Ansonsten: Kraft * Weg. Was passiert, wenn der Weg kürzer wird?
Danke :)